A vegyészek felfedezik, hogy a víz mikrocseppjei spontán hidrogén-peroxidot termelnek

A víz mindenütt jelen van a Földön, de talán ez csak nagyobb teret ad neki a titkai elrejtésére. Legutóbbi meglepetése, a Stanford kutatói augusztus 26-i beszámolója szerint a National Academy of Sciences folyóiratában az, hogy a mikroszkopikus vízcseppek spontán hidrogén-peroxidot termelnek.

A felfedezés elősegítheti az utat a molekula - egy általános fehérítő és fertőtlenítő - előállításának zöldebb módjainál - mondta Richard Zare, a Marguerite Blake Wilbur természettudományi professzora és a Stanford Bölcsészettudományi és Kémia professzora.

"A víz az egyik leggyakrabban talált anyag, amelyet évek óta tanulmányoznak, és azt gondolná, hogy nem volt mit megtudni erről a molekuláról. De itt van még egy meglepetés" - mondta Zare, aki szintén tagja Stanford Bio-X.

A felfedezés sorozatosan történt, miközben Zare és laboratóriuma egy új, hatékonyabb módszert tanulmányozott arany nanostruktúrák létrehozására apró vízcseppekben, amelyek mikrocseppekként ismertek. Ezeknek a struktúráknak a megalkotása érdekében a csapat hozzáadott egy további molekulát, az úgynevezett redukálószert. Kontroll tesztként Zare azt javasolta, hogy megtudják-e létrehozni az arany nanostruktúrákat a redukálószer nélkül. Elméletileg ennek lehetetlennek kellett volna lennie, de így is működött - utalva a mikrocseppek kémiájának egy még fel nem fedezett tulajdonságára.

A csoport végül ezeket az eredményeket egy hidroxil nevű molekula - egyetlen hidrogénatom párosítva oxigénatommal - jelenlétére vezette vissza, amely redukálószerként is működhet. Ez a hasonlóan váratlan eredmény arra késztette Katherine Walkert, aki akkor Zare laboratóriumában végzős hallgató volt, hogy vajon jelen van-e hidrogén-peroxid - két hidrogén- és két oxigénatomot tartalmazó molekula - is.

Ennek megismerése érdekében Zare, Walker, Jae Kyoo Lee munkatárs tudós és munkatársai egy sor vizsgálatot hajtottak végre, amelyek közül a legegyszerűbb a látszólag tiszta vizes mikrocseppek permetezését jelentette egy kezelt felületen, hogy hidrogén-peroxid jelenlétében elkéküljön - és kékessé válik. További vizsgálatok megerősítették, hogy a víz mikrocseppjei spontán módon hidrogén-peroxidot képeznek, hogy a kisebb mikrocseppek nagyobb molekulatömegeket eredményeznek, és hogy a hidrogén-peroxid nem veszett el, amikor a mikrocseppek ömlesztett vízbe rekombinálódtak.

A kutatók számos lehetséges magyarázatot kizártak, mielőtt rátértek volna arra, ami szerintük a hidrogén-peroxid jelenlétének legvalószínűbb magyarázata. Azt sugallják, hogy a levegőben lévő víz mikrocseppjeinek felszínéhez közeli erős elektromos mező a hidroxil-molekulákat hidrogén-peroxidba kötődik.

Bár az eredmények valami alapvető tudományos kíváncsiságot jelentenek, Zare szerint fontos gyakorlati következményekkel járhatnak. A hidrogén-peroxid fontos kereskedelmi és ipari vegyi anyag, amelyet leggyakrabban ökológiailag nem barátságos eljárással állítanak elő. Az új felfedezés elősegítheti ezeknek a módszereknek a zöldebbé tételét, mondta Zare, és a felületek fertőtlenítésének egyszerűbb módjaihoz vezethet - a tisztításhoz elegendő lehet az, ha vízzel ellátott mikrocseppeket permetezünk egy asztalra vagy padlóra.

"Azt hiszem, ez lehet az egyik legfontosabb dolog, amit valaha tettem" - mondta Zare.